Полосковая антенна

Полосковая антенна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: приемная и передающая аппаратура в системах радиосвязи различного назначения, в том числе спутниковом телевидении. Сущность изобретения: в полосковой антенне, содержащей по крайней мере две полосковых излучающих линии на одной диэлектрической подложке, вместо полоскового возбудителя используется волноводно-рупорный возбудитель, связанный с полосковыми излучающими линиями поперечной щелью, обеспечивающей эффективное возбуждение всех полосковых излучающих линий, Благодаря этому достигается более равномерное распределение тока в антенне, повышение КИП и коэффициента усиления, уменьшение потерь. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Q 1/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800385/09 (22) 08.01.90 (46) 30.04.92. Бюл. й. 16 (71) Научно-производственное обьединение

"Центральное конструкторское бюро" Министерства связи СССР (72) О.Н. Терешин, З.Л, Винницкий и А. Ю. Федотов (53) 621,396. 677(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1570600, кл. Н 01 Q 1/38, 1988, (54) ПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА (57) Использование: приемная и передающая аппаратура в системах радиосвязи разИзобретение относится к антенной технике диапазона СВЧ и может использоваться в качестве приемной или передающей антенны, Известна плоская антенна, содержащая металлическое основание, слой диэлектрика и N полосковых металлических линий, имеющих в плане форму меандра,.

Недостатками этой антенны являются высокий уровень кроссполяризации и потери в узких микрополосковых линиях.

Известна полосковая антенна, имеющая металлическое основание, слой диэлектрика и N параллельно расположенных на нем с периодом d = 0,5 — 1,5 Л симметричных относительно продольной оси полосковых металлических линий, ширина которых меняется с периодом Т по специальному закону. Возбуждение электромагнитной энергией металлических полосковых линий осуществляется с помощью схемы питания в виде неоднородной несимметричной полосковой линии. Излучающий элемент этой

„., SU „„1730697A1 личного назначения, в том числе спутниковом телевидении. Сущность изобретения: в полосковой антенне, содержащей по крайней мере две полосковых излучающих линии на одной диэлектрической подложке, вместо полоскового возбудителя используется волноводно-рупорный возбудитель, связанный с полосковыми излучающими линиями поперечной щелью, обеспечивающей эффективное возбуждение всех полосковых излучающих линий, Благодаря этому достигается более равномерное распределение тока в антенне, повышение КИП и коэффициента усиления, уменьшение потерь, 2 ил. антенны имеет высокий коэффициентусиления. Недостатком этой антенны является то, что при увеличении числа металлических полосков наступает ограничение коэффициента усиления антенны из-за потерь в полосковых линиях питания, Цель изобретения — повышение коэффициента усиления антенны.

Поставленная цель достигается тем, что в полосковой антенне, содержащей N (где

N > 2) излучающих полосковых линий, расположенных симметрично продольной оси полосковой антенны на одной стороне диэ.лектрической подложки, на другой стороне которой размещен проводящий экран, и возбудитель, в проводящем экране вдоль его оси симметрии, перпендикулярной продольной оси, выполнена щель шириной (0,1 — 0,2) Л, где Л вЂ” рабочая длина волны, а возбудитель выполнен в виде рупора, образованного первой металлической пластиной, установленной параллельно проводящему экрану, плавным переходом

1730697

)(= 4f2, 5

15 длиной l = (1 — 1,5) Л, соединяющим первую кромку первой металлической пластины, параллельную одной кромке щели, с одной кромкой щели, и второй металлической пластиной, перпендикулярной первой металлической пластине и соединяющей ее вторую кромку, которая имеет форму параболы, с проводящим экраном, при этом горловина рупора присоединена к прямоугольному волноводу, продольная ось которого проходит через точку пересечения продольной оси полосковой антенны с параболой, а его высота равна расстоянию между проводящим экраном и первой металлической пластиной.

На фиг, 1 схематически изображена антенна; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Антенна содержит проводящий экран, состоящий из двух равных частей 1 и 2, разделенных поперечной щелью 3 шириной

0,2 — 0,3 il, слой диэлектрика 4 высотой Н с расположенными на нем металлическими (проводящими) полосковыми линиями 5, ширина которых изменяется по определенному (заданному) закону. Высота h и закон изменения ширины полосковых линий определяются известными методами. Под частью 1 проводящего экрана параллельно ему на расстоянии Н установлена первая металлическая пластина 6, при этом ее ближняя к щели 3 поперечная сторона 7 соединена с второй частью 2 проводящего экрана посредством наклонного плавного перехода 8 длиной, равной 1 — 1,5Л, Другая поперечная сторона 9 первой металлической пластины 6 имеет форму кривой, изменяющейся по параболическому закону, и вместе с двумя продольными сторонами 10 и 11 соединена с первой частью 1 проводящего экрана посредством закорачивающей второй металлической пластины 12, образуя плоский возбудитель, имеющий форму рупора, который переходит в расположенный под углом к продольной оси проводящего экрана 1 и 2 стандартный прямоугольный волновод 13 высотой Н, снабженный фланцем 14 для подключения антенны. Продольная ось стандартного прямоугольного волновода 13 проходит через точку пересечения продольной оси проводящего основания 1 и 2 и параболической кривой поперечной стороны 9 первой металлической пластины 6. Кривизна стороны 9 и закорачивающей металлической пластины 12 определяется расчетным путем в соответствии с требуемым фазовым распределением в поперечном растворе плоского волновода. Так, для антенны нормального излуче20

55 ния кривизна закорачивающей пластины изменяется по формуле где X и 2 — текущие координаты точек кривой по осям X и 2, à f — фокусное расстояние, которое определяется диаграммой направленности открытого конца стандартного прямоугольного водновода, шириной антенны и поперечным амплитудным распределением и расчитывается известными методами, Достижение требуемой ширины антенны обеспечивается выбором соответствующего фокусного расстояния f.

Концы полосковых металлических линий 5 могут быть гальванически соединены с металлическими закорачивающими пластинами 15, установленными перпендикулярно металлическому основанию 1 и 2 и обеспечивающими за счет отражения более равномерное распределение тока в антенне. За счет этого достигается дополнительное увеличение КИПа и коэффициента усиления.

Антенна работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал поступает в стандартный прямоугольный волновод 13 через фланцевое соединение 14 и после излучения его открытым концом распространяется в плоском рупоре, образованном частью 1 проводящего экрана, первой металлической пластиной 6 и закорачивающей второй металлической пластиной 12, Переотраженный от последней электромагнитный сигнал доходит до щели 3 и возбуждает электрический ток в полосковых металлических линиях 5, размещенных над проводящим экраном 1 и 2 на высоте h.

Коэффициент усиления повышается в предлагаемой антенне по сравнению с известной за счет того, что в последней возникают потери в полосковых питающих элементах и, кроме того, при каждом делении на 2 подводимой энергии возникают дополнительные потери порядка 0,3 дБ, при превышении количества элементов 32 шт, рост коэффициента усиления практически прекращается, В предлагаемой антенне потери не зависят от количества излучающих элементов, определяются только потерями в плоском волноводе и составляют весьма малую величину, В качестве примера реализации могут быть приведены конструктивные параметры макета плоской антенны, расчитанные по приведенным формулам, Высота подвеса h полосковых металлических линий над основанием составляет

0,25Л, Ширина полоска меняется от 0,88il, до

1730697

0,5 А. Длина антенны 16 А, ширина 11 А общая высота антенны 1,5iL

Формула изобретения

Полосковая антенна, содержащая N (где N 2) излучающих полосковых линий, расположенных симметрично продольной оси полосковой антенны на одной стороне диэлектрической подложки. на другой Стороне которой размещен проводящий экран, и возбудитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, в проводящем экране, вдоль его "оси симметрии, перпендикулярной продольной оси, выполнена щель шириной (0,1 — 0,2) А, где А- рабочая длина волны, а возбудитель выполнен в виде рупора, образованного первой металлической пластиной, установ. ленной параллельно проводящему экрану, плавным переходом длиной 1 = (1 — 1,5) А, соединяющим первую кромку первой ме5 таллической пластины, параллельную одной .кромке щели, с одной кромкой щели, и второй металлической пластиной, перпендикулярной первой металлической пластине и соединяющей ее вторую кромку, которая

10 имеет форму параболы, с проводящим экраном, при этом горловина рупора присоединена к прямоугольному волноводу, продольная ось которого проходит через точку пересечения продольной оси полоско15 вой антенны с параболой, а его высота равна расстоянию между проводящим экраном и первой металлической пластиной.

1730697

Составитель А.Федотов

Техред М.Моргентал Корректор C. Шевкун

Редактор Э.Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1516 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5